JPH09169688A - イソホロンの製造方法 - Google Patents

イソホロンの製造方法

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JPH09169688A
JPH09169688A JP33353295A JP33353295A JPH09169688A JP H09169688 A JPH09169688 A JP H09169688A JP 33353295 A JP33353295 A JP 33353295A JP 33353295 A JP33353295 A JP 33353295A JP H09169688 A JPH09169688 A JP H09169688A
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JP
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acetone
mesityl oxide
recovered
reaction
isophorone
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Isao Fukada
深田  功
Katsuhiko Matsuba
勝彦 松葉
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/61Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups
    • C07C45/67Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton
    • C07C45/68Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms
    • C07C45/72Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups
    • C07C45/74Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by reactions not involving the formation of >C = O groups by isomerisation; by change of size of the carbon skeleton by increase in the number of carbon atoms by reaction of compounds containing >C = O groups with the same or other compounds containing >C = O groups combined with dehydration

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 アセトンまたはアセトンおよびメシチル
オキシドをアルカリ金属元素の1種以上を含む酸化マグ
ネシウム触媒の存在下、気相で反応させてイソホロンを
製造する方法において、反応生成ガスを冷却して得られ
る反応液から未反応のアセトンを回収し、次にアセトン
を回収した後の反応液の二層分離した油層からメシチル
オキシドを回収して、該回収アセトンおよびメシチルオ
キシドを反応原料として再使用することを特徴とするイ
ソホロンの製造方法。 【効果】 工業的に有用なイソホロンを、実質的にメシ
チルオキシドの副生を抑制して、高選択率で製造するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イソホロンの製造
方法に関するものである。更に詳しくは、アセトンまた
はアセトンおよびメシチルオキシドを気相で反応させて
イソホロンを製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】塩基性物質の存在下、アセトンから工業
的に有用なイソホロンが合成されることは知られてお
り、工業的にも実施されている。イソホロンは、工業溶
剤として使用される他に樹脂硬化剤原料、塗料原料、農
薬原料等の有機中間体として広く利用される。
【0003】アセトンからイソホロンの製造は、通常液
相でアルカリ金属水酸化物等の可溶性塩基性触媒を用
い、高圧、高pHの厳しい条件下で実施される。また、
塩基性ゼオライトを液相反応で使用した例が特公昭40-2
4977号及び特公昭41-4966号 にあるが、生成物はメシチ
ルオキシドのみであり、イソホロンは生成しない。
【0004】これに対し気相では、コレクション オブ
チェコスロバック ケミカル コミュニケーションズ
(Collect. Czech.Chem.Commun.,54巻,2054,2998(198
9))では、ゼオライトがアセトンのアルドール縮合に関
し気相反応で使用されているが、メシチルオキシドの生
成が主でイソホロンの生成は僅かであり、またプロトン
型のゼオライトを使用している例では炭化水素の生成が
顕著となる。また、アルミナ担持酸化カルシウム触媒を
用いる方法が特公平5-11096号 に、及びマグネシア−ア
ルミナ系の複合酸化物触媒を用いる方法が特公昭58-312
16号、特公平2-60376号 及び特開平3-80936号 に開示さ
れている。これらの方法ではイソホロンの他にアセトン
2分子が脱水縮合したメシチルオキシドが多量に副生す
る。これを解決する方法として、マグネシア−アルミナ
系の複合酸化物触媒を用い、メシチルオキシド及び水の
共存下に反応させることで、ある程度メシチルオキシド
の副生を抑制できることが特開平6-25065号 に開示され
ている。ジャーナル オブキャタリシス (Journal of
Catalysis.,63巻,295(1980))では、マグネシア−アルミ
ナ系の複合酸化物触媒を用いて、大量の水の共存下に反
応させることで、メシチルオキシドの副生が僅かに抑制
できる程度である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明では、
アルカリ金属元素の1種以上を含む酸化マグネシウム触
媒を使用して、メシチルオキシドの副生を実質的に抑制
する有効な方法を開発し、アセトンから工業的に有用な
イソホロンを製造することが課題となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意検討した結果、アセトンまたはア
セトンおよびメシチルオキシドを、アルカリ金属元素の
1種以上を含む酸化マグネシウム触媒の存在下、気相で
反応させてイソホロンを製造する際に、反応生成ガスを
冷却して得られる反応液から未反応のアセトンを回収
し、次に残った反応液の二層分離した油層からメシチル
オキシドを回収して、該回収アセトンおよびメシチルオ
キシドを反応原料として再使用することで、実質的にメ
シチルオキシドの副生を抑制して、イソホロンを安定的
に製造することができ、かつ高濃度のイソホロン溶液を
回収することができることを見いだし、本発明を完成す
るに至った。
【0007】すなわち、本発明は、アセトンまたはアセ
トンおよびメシチルオキシドを、アルカリ金属元素の1
種以上を含む酸化マグネシウム触媒の存在下、気相で反
応させてイソホロンを製造する方法において、反応生成
ガスを冷却して得られる反応液から未反応のアセトンを
回収し、次にアセトンを回収した後の反応液の二層分離
した油層からメシチルオキシドを回収して、該回収アセ
トンおよびメシチルオキシドを反応原料として再使用す
ることを特徴とするイソホロンの製造方法である。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明において、反応液からアセ
トンを回収した後の反応液の二層分離した油層からメシ
チルオキシドを回収する際に、回収方法として蒸留分離
を用いた場合には、共沸によってを水を含有する場合が
ある。この際、水をさらに溶剤抽出などで分離してもよ
いが、エネルギーが多大となったり、工程が長くなるこ
となどが問題となる場合には、回収されたメシチルオキ
シドは水を含有するものをそのまま反応に再使用するこ
とができる。
【0009】本発明で得られる高濃度のイソホロン溶液
は、そのままでは製品とはならないが、すでに工業的に
実施されているアルカリ金属水酸化物等の可溶性塩基性
触媒を用いた液相のイソホロンの製造方法で使用されて
いる、蒸留分離法またはイソホロンのうち3,5,5-トリメ
チル-3-シクロヘキセン-1-オンを3,5,5-トリメチル-2-
シクロヘキセン-1-オンに異性化した後に蒸留分離する
などの精製方法によって製品化できる。
【0010】本発明でいうイソホロンは、3,5,5-トリメ
チル-2-シクロヘキセン-1-オン及び3,5,5-トリメチル-3
-シクロヘキセン-1-オンの両方を表し、メシチルオキシ
ドは、4-メチル-3-ペンテン-2-オン及び 4-メチル-4-ペ
ンテン-2-オン の両方を表す。
【0011】本発明における反応形式は、気相法で行わ
れ、固定床方式、流動床方式等、任意の方法で実施でき
る。反応温度は通常200〜450℃であり、好ましくは250
〜400℃、更に好ましくは270〜350℃である。反応圧力
は通常大気圧〜5kg/cm2G.である。メシチルオキシド
またはメシチルオキシドと水を含有する原料アセトンの
供給速度は、触媒の種類、反応温度等により広い範囲で
変化させることができるが、液空間速度(LHSV)で
通常0.01〜50hr-1であり、好ましくは0.05〜20hr -1であ
る。また、反応時、原料に窒素ガス等の不活性ガスを同
伴させて触媒層と接触させてもよい。
【0012】本発明で原料アセトンに含有させるメシチ
ルオキシドまたはメシチルオキシドと水の量は、使用す
るアルカリ金属元素の1種以上を含む酸化マグネシウム
触媒の種類、反応温度、反応圧力及びLHSV等の反応
条件またはメシチルオキシドを回収する際の条件、回収
率等により任意に設定される。実際的には、反応液から
メシチルオキシドを回収する際に損失する量も考慮に入
れて、反応では少量のメシチルオキシドが生成する条件
となる様な量のメシチルオキシドまたはメシチルオキシ
ドと水を含有する原料アセトンを用いるとよい。特に制
限はないが、アセトンに対して、メシチルオキシドが1
〜10wt%の範囲、水が1〜10wt%の範囲で含有させれば
十分である。含有させるメシチルオキシドとしては、4-
メチル-3-ペンテン-2-オン及び 4-メチル-4-ペンテン-2
-オンの一方または混合物である。 本発明で使用する
アルカリ金属元素の1種以上を含む酸化マグネシウム触
媒の一例を記述する。例えば、酸化マグネシウムに添加
するアルカリ金属元素は、リチウム、ナトリウム、カリ
ウム、ルビジウム、セシウムが使用される。酸化マグネ
シウムに添加するアルカリ金属元素は種々の化合物の形
で使用されるが、酸化マグネシウムに添加する際に使用
する溶媒に溶解するものであれば何でもよい。通常はハ
ロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、カルボン酸塩
が使用される。ハロゲン化物としてはフッ化物、塩化
物、臭化物、ヨウ化物が使用され、また、カルボン酸塩
としてはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩等の脂肪族カ
ルボン酸塩、安息香酸塩等の芳香族カルボン酸塩が使用
される。
【0013】また、酸化マグネシウムに添加するアルカ
リ金属元素の添加量は、添加するアルカリ金属元素の種
類にもよるが、通常酸化マグネシウムの重量当たり0.1m
mol/g〜100mmol/gであり、好ましくは0.5mmol/g〜30mmo
l/g である。
【0014】また、本発明において、アルカリ金属元素
の1種以上を含む酸化マグネシウム触媒は、通常使用さ
れる方法であればどの様な方法でもかまわないが、例え
ば含浸法が簡便な方法として多用される。一例を記述す
ると、アルカリ金属元素の化合物を水などの適当な溶媒
に溶解し、この溶液に水酸化マグネシウムや酸化マグネ
シウムなどのマグネシウム化合物を添加し、攪拌または
放置した後、溶媒を蒸発または濾過により除去し、乾
燥、焼成を行う。アルカリ金属元素の化合物を溶解した
溶液に水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムなどのマ
グネシウム化合物を添加して攪拌または放置する時の温
度および時間は、使用するアルカリ金属元素化合物の種
類や溶媒の種類にもよるが、温度が通常10℃〜90℃、お
よび時間が0.1時間〜48時間で行うと簡便に実施するこ
とができる。また、アルカリ金属元素の1種以上を添加
した後の水酸化マグネシウムや酸化マグネシウムの焼成
温度および時間は、使用するアルカリ金属元素化合物の
種類にもよるが、温度が200℃〜900℃、および時間が
0.1時間〜24時間の条件が多用される。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 触媒の調製 7lの水に硝酸セシウム147gを溶解し、酸化マグネシ
ウム1000gを添加した。室温にて24時間撹拌した後、ロ
ータリーエバポレーターにて水を蒸発、乾固した。その
後、乾燥器によって110℃ で15時間乾燥し、これを直径
3mm、 高さ3mmのタブレットに打錠成型した後、空気中6
00℃ で2時間焼成して、0.75mmol/gのセシウムを含む
酸化マグネシウムを得た。
【0016】実施例1 本発明のプロセスを図1に基づき実施した。なお、図1
は、本発明のイソホロンの製造方法に関するフロー図の
一例である。ライン11を経て供給されるアセトン302g
/hr 、回収ライン14からのアセトン1234g/hrおよび回
収ライン17からの水を15.2wt%含む含水メシチルオキ
シド52g/hrを混合して、ライン12を経て、前記の 0.7
5mmol/g のセシウムを含む酸化マグネシウム触媒を1l
充填した固定床のイソホロン合成反応器1に供給する。
反応温度は 300℃、圧力を2.5kg/cm2G に保った。反応
器1からライン13により抜き出された生成反応ガス中
には、メシチルオキシド3.0wt% 、イソホロン9.9wt
%、水4.6wt%が含まれていた。この生成反応ガスは冷
却後、回収ライン21からの水を主成分とする回収水と
混合して、アセトン回収塔2に供給する。アセトン回収
塔2の塔頂からアセトンを回収して回収ライン14を経
て原料系にリサイクルし、アセトン回収塔2の塔底から
はライン15よりイソホロンを含む反応液を抜き出す。
このアセトン回収塔2の塔底液を油水分離槽3に供給し
て2層分離し、ライン16より抜き出された油層284g/h
r 中には、メシチルオキシド15.5wt%、イソホロン54.9
wt%、水2.8wt% が含まれていた。一方、ライン19よ
り抜き出された水層は、その一部をライン21を経てア
セトン回収塔にリサイクルし、残りは廃棄する。ライン
16より抜き出された油層はメシチルオキシド回収塔4
に供給して、メシチルオキシド回収塔4の塔頂から含水
メシチルオキシドを回収して回収ライン17を経て原料
系にリサイクルし、メシチルオキシド回収塔4の塔底か
らはライン18よりイソホロン溶液を抜き出す。このメ
シチルオキシド回収塔4の塔底液 232g/hr中にはイソホ
ロン67.2wt%が含まれ、メシチルオキシドは含まれてい
なかった。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法により、アセトンまたはア
セトンおよびメシチルオキシドをアルカリ金属元素の1
種以上を含む酸化マグネシウム触媒の存在下、気相で反
応させてイソホロンを製造する際に、反応生成ガスを冷
却して得られる反応液から未反応のアセトンを回収し、
次にアセトンを回収した後の反応液の二層分離した油層
からメシチルオキシドを回収して、該回収アセトンおよ
びメシチルオキシドを反応原料として再使用すること
で、実質的にメシチルオキシドの副生を抑制して、工業
的に有用なイソホロンを高選択率で製造することがで
き、産業上極めて価値がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のイソホロンの製造方法に関す
るフロー図の1例である。
【符号の説明】
1 イソホロン合成反応器 2 アセトン回収塔 3 油水分離槽 4 メシチルオキシド回収塔 11〜21 ライン名

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アセトンまたはアセトンおよびメシチル
    オキシドをアルカリ金属元素の1種以上を含む酸化マグ
    ネシウム触媒の存在下、気相で反応させてイソホロンを
    製造する方法において、反応生成ガスを冷却して得られ
    る反応液から未反応のアセトンを回収し、次にアセトン
    を回収した後の反応液の二層分離した油層からメシチル
    オキシドを回収して、該回収アセトンおよびメシチルオ
    キシドを反応原料として再使用することを特徴とするイ
    ソホロンの製造方法。
  2. 【請求項2】 回収メシチルオキシドが、水を含有して
    いるメシチルオキシドである請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 反応を、温度200℃〜450℃で行う請求項
    1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 反応を、温度270℃〜350℃、圧力が大気
    圧〜5kg/cm2G.で行う請求項1または2記載の方法。
JP33353295A 1995-12-21 1995-12-21 イソホロンの製造方法 Pending JPH09169688A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102010062603A1 (de) 2010-12-08 2012-06-14 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin
DE102011075777A1 (de) 2011-05-13 2012-11-15 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung von Isophoron in Gegenwart mindestens eines Entschäumers in der Abwasserkolonne im Aufarbeitungsteil
CN102976910A (zh) * 2011-09-05 2013-03-20 张锦碧 一种丙酮合成异佛尔酮的环保简易制备方法
JP2023503602A (ja) * 2020-10-27 2023-01-31 コリア クンホ ペトロケミカル カンパニー リミテッド 触媒成形体、その製造方法及びこれを用いた環状ケトンの製造方法

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